JP4961751B2 - 車両の駆動力配分装置 - Google Patents

Description

本発明は、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両の駆動力配分制御に関する。

４輪独立駆動車において、横風等の外乱や車重変化により運転者の操作等に応じて決定される目標ヨーモーメントと実際のヨーモーメントとの間に誤差がある場合、この誤差を小さくするように左右輪の駆動力差をつける技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１記載の技術によれば、ヨーモーメントの目標値と実際の値との誤差を小さくすることができる。しかしながら、駆動力差を発生させた車輪のタイヤ横力の変化により、車両横方向力やヨーモーメントが変化してしまい、操縦安定性が低下する場合がある。

そこで、出願人は、４輪独立駆動車において、各輪の駆動力とタイヤ横力との非線形な関係を考慮しながら、車両前後方向加速度、車両横加速度、ヨー角加速度の目標値を実現する４輪の駆動力配分をフィードフォワードで求める手法を提案している。
特開平５−２２１３００号公報

上記手法では、予め運転者の操作量に応じて求めた静的な駆動力配分をベースとした車両挙動を求め、その車両挙動と目標車両挙動との誤差を小さくするよう駆動力配分を補正し、駆動力配分の目標値を求めている。

しかしながら、上記手法は４輪独立駆動車を対象としており、左前輪と右前輪が機械的に拘束されていて左前輪と右前輪とを独立に駆動することができない車両には適用することができない。

また、駆動力配分を補正する際には、駆動力配分の目標値と実際にアクチュエータで駆動力を発生する際に生じる駆動力誤差については考慮しておらず、目標とする車両挙動を実現する際の精度を向上する余地があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両において目標車両挙動を実現することを目的とする。

本発明に係る４輪独立駆動車の駆動力配分装置は、運転状態に基づき車両の車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を決定し、ヨーモーメントの前記目標値を得るためのヨーレートの目標値を実現するための前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の基本値を車両のモデルを用いて設定し、駆動力配分の基本値を車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを駆動力配分値と車両前後方向力及びヨーモーメントとの間に成立する関係式を用いて演算し、車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と駆動力配分の基本値を車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差を演算する。そして、この誤差を減少させる各輪の駆動力配分の補正量を演算し、前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の目標値をそれぞれ駆動力配分の基本値と駆動力配分の補正量との和に設定し、駆動力配分の目標値に従って前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力を独立に制御する。

本発明によれば、前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動することができる車両において、フィードフォワードで精度良く目標とする車両挙動を実現することができ、車両の操縦性を向上することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

まず、本発明の理論的背景及び本発明の効果について説明する。そして、その後で、本発明を電動車両に適用した実施形態について説明する。

１．本発明の理論的背景
図１は、左前輪１及び右前輪２が機械的に拘束されており、かつ、前輪１、２、左後輪３、右後輪４をそれぞれ独立に駆動できる車両において、各輪の駆動力とタイヤ横力と舵角、そして車両に働く前後方向、横方向、重心周りのヨーモーメントを表した図である。

δ₁、δ₂、δ₃、δ₄は各車輪１〜４それぞれの舵角（単位：ｒａｄ）、Ｆｘ₁、Ｆｘ₂、Ｆｘ₃、Ｆｘ₄は各車輪１〜４の駆動力（単位：Ｎ）である。Ｆｘ₁、Ｆｘ₂にはデフを介して前輪駆動力Ｆｘｆが配分される。

図２ａ、図２ｂは左右輪への駆動力配分特性の例を表す。図２ａは、左右輪の回転速度差によらず常に左右均等に駆動力を配分するオープンデフである。図２ｂは、左右輪の回転速度差に応じて駆動力配分を変更する差動制限装置付きデフ、例えば、ビスカスデフであり、高回転側から低回転側へ駆動力が配分される。

前輪駆動力ＦｘｆとＦｘ₁、Ｆｘ₂との関係は次のように表すことができる。

ここで、ｅは前輪駆動力と左前輪に配分される駆動力の比を示し、デフの種類に応じて図２ａ、図２ｂに示す駆動力伝達特性を参照して求めることができる。

図１において、Ｆｙ₁、Ｆｙ₂、Ｆｙ₃、Ｆｙ₄は各車輪１〜４のタイヤ横力（単位：Ｎ）である。また、Ｆｘはタイヤ力の総和の車両前後方向成分（単位：Ｎ）、Ｆｙはタイヤ力の総和の車両横方向成分（単位：Ｎ）、Ｍは各輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントの総和（単位：Ｎｍ）である。また、Ｌｆは車両重心軸から前輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｒは車両重心軸から後輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｔは前後輪のトレッド長さ（単位：ｍ）である。また、ホイールベースの長さＬｌ（単位：ｍ）はＬｆとＬｒの和である。

舵角δ_i(ｉ=１〜４)およびＭは車両を鉛直上方から見た場合に時計回りを正とし、δ_iは各車輪の回転方向が車両前後方向と一致している状態を０とする。また、Ｆｘ_iはδ_iが全て０の時に車両を前方に加速させる方向を正とし、タイヤ横力Ｆｙ_i（単位：Ｎ）はδ_iが全て０の時に車両を左方向に加速させる方向を正とする。

ここで、まず各車輪で発生する駆動力とタイヤ横力の合力（タイヤ力）の車両前後方向成分Ｆｘ_i’及び車両横方向成分Ｆｙ_i’について考える。

図３のように各輪の舵角をδ_i(ｉ=１〜４)だけ切った場合におけるＦｘ_i’とＦｙ_i’は式(３)、式(４)により表される。ただし、Ｆｘ_i’は車両を前方に加速する方向を、Ｆｙ_i’は車両を左方向に加速させる方向をそれぞれ正とする。

従って、各車輪の駆動力がΔＦｘ_iだけ変化したときのタイヤ横力変化量をΔＦｙ_iとすると、各車輪の駆動力がΔＦｘ_iだけ変化したときのＦｘ_i’、Ｆｙ_i’の変化量ΔＦｘ_i’、ΔＦｙ_i’は、式(５)、式(６)により表される。

ここで更に、駆動力とタイヤ横力の関係は図４に示す関係にある。図４は輪荷重と路面摩擦係数に変化が無いとした時の駆動力とタイヤ横力の関係を表した図で、駆動力を横軸に、タイヤ横力を縦軸にとっている。この図４の関係を利用して、各輪の現在の駆動力Ｆｘ_iとタイヤ横力Ｆｙ_iにおける、駆動力変化ΔＦｘ_iに対するタイヤ横力の感度をｋ_i(ｉ=１〜４)とおく。即ち、ｋ_iは、図４に示すようにΔＦｘ_i及びΔＦｙ_iが微小の時の式(７)の値である。

ΔＦｘ_i及びΔＦｙ_iが微小でこの式(７)の近似が十分成り立つとすると、ΔＦｙ_i＝ｋ_iΔＦｘ_iとおけるので、各輪の駆動力Ｆｘ_iが十分微小なΔＦｘ_iだけ変化した時のＦｘ_i’、Ｆｙ_i’の変化量ΔＦｘ_i’、ΔＦｙ_i’は式(８)、式(９)により表される。

また、ΔＦｘ₁’、ΔＦｘ₂’、ΔＦｙ₁’、ΔＦｙ₂’は、式(１)、(２)を用いて次のように表せる。

ここで、図１の状態において、タイヤ力の総和の車両前後方向成分Ｆｘと、各輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントの総和Ｍは、式(１４)、式(１５)により表すことができる。ただし、Ｍは図１の通り車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。

従って、各輪の制駆動力Ｆｘ_iがそれぞれΔＦｘ_iだけ変化したときのＦｘ、Ｍの変化量ΔＦｘ、ΔＭは式(８)及び式(９)のｐ_i、ｑ_iを用いて、式(１６)、(１７)により表される。

式(１６)、(１７)をまとめると式(１８)により表すことができる。

ΔＦｘｆを既知と仮定してΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄について解くと、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄は式(１９)により表される。

ただし、

従って式(１９)より、Ｄ₁≠０の場合には、現在の動作点周りでＦｘ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＭだけ変化させる各輪の駆動力変化量ΔＦｘ_iは、χを任意定数として式(２３)により求めることができる。

同様にしてΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の何れか一つを既知と仮定して式(１８)を解くと、Ｄ₃≠０、Ｄ₄≠０それぞれの場合に現在の動作点周りでＦｘ、ＭをそれぞれΔＦｘ、ΔＭだけ変化させる各輪の駆動力変化量ΔＦｘ_iを求める式が得られる。例としてΔＦｘ₃を既知として式(１８)を解くと、式(２４)となる。

次に、この式(２３)や式(２４)を用い、各輪の駆動力Ｆｘ_iとタイヤ横力Ｆｙ_iとの非線形な関係を考慮しながら、車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値Ｆｘ^**、Ｍ^**を実現する駆動力配分Ｆｘ_iをフィードフォワードで求める手法について図５を用いて説明する。

まず、運転者のアクセルペダルやステアリング等の操作（運転状態）からＦｘ^**、Ｍ^**を生成する（図５の上２段の図の破線）。

次に、このＦｘ^**、Ｍ^**を概ね実現する駆動力配分の基本値Ｆｘ_i ^##を演算する（図５の下３段の図の破線）。

Ｆｘ^**、Ｍ^**を演算する方法として、例えば車両を線形近似したモデルに対しモデルフォロイング制御（「ビークル制御」第３章３．２節、著者：金井喜美雄、越智徳昌、川邊武俊、発行所：槇書店）等を適用して設定する。

そして、Ｆｘ_i ^##で実現される車両前後方向力Ｆｘ^##、車両横方向力Ｆｙ^##、ヨーモーメントＭ^##を、各輪の駆動力とタイヤ横力との非線形な関係を考慮した車両モデルを用いて求める（図５の上２段の図の実線）。

そしてＦｘ^**、Ｍ^**とＦｘ^##、Ｍ^##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを補償する駆動力配分補正量ΔＦｘ_iを式(２３)または式(２４)を使って求める。最後に、Ｆｘ_i ^**＝Ｆｘ_i ^##＋ΔＦｘ_i（図５の下３段の実線）としてＦｘ^**、Ｍ^**を実現する駆動力配分Ｆｘ_i ^**を求めることができる。これが本発明の骨子である。

２．本発明の効果
上記本発明の理論的背景及び効果の一例を踏まえ、本発明の効果について整理すると次の通りである。

第１の発明（請求項１に記載の発明）によれば、各輪の駆動力配分の基本値Ｆｘ_i ^##を設定し、この基本値Ｆｘ_i ^## を車両に与えた時に実現されるＦｘ^##、Ｍ^##と、目標とするＦｘ^**、Ｍ^**との誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正する各輪の駆動力配分の補正量ΔＦｘ_iを求め、駆動力配分指令値Ｆｘ_i ^**をＦｘ_i ^**＝Ｆｘ_i ^##＋ΔＦｘ_iとする。これにより、フィードフォワードで精度良く目標値Ｆｘ^**、Ｍ^**を実現する各輪の駆動力配分指令値Ｆｘ_i ^**を得ることができ、操縦性向上が期待できる。

第２の発明（請求項２に記載の発明）によれば、Ｆｘ_i ^##＋ΔＦｘ_iを車両に与えた時に実現される車両挙動Ｆｘ^##、Ｍ^##とＦｘ^**、Ｍ^**との誤差を減少させる処理を更に行う。これにより、より精度良く目標値Ｆｘ^**、Ｍ^**を実現する駆動力配分指令値Ｆｘ_i ^**を得ることができ、操縦性向上が期待できる。

第３の発明（請求項３に記載の発明）によれば、前輪に備えられた差動装置の駆動力伝達特性を考慮に入れ、駆動力配分を決定する。これにより、精度良く目標値Ｆｘ ^** 、Ｍ ^** を実現する各輪の駆動力配分指令値Ｆｘ _i ^** を得ることができ、操縦性向上が期待できる。
第４の発明（請求項４に記載の発明）によれば、駆動力補正量を与える際に、エンジンを駆動源とする両輪の駆動力の駆動力配分補正量ΔＦｘｆの２乗が最小になるように駆動力配分補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ ₃ 、ΔＦｘ ₄ を演算する。これにより、応答性の低いエンジンを駆動源とする両輪の補正量を小さくして応答性高く目標値Ｆｘ ^** 、Ｍ ^** を実現することができ、更なる操縦性向上が期待できる。
第５の発明（請求項５に記載の発明）によれば、各輪の舵角δ _i に基づき、駆動力配分の基本値Ｆｘ _i ^## を車両に与えた時に実現される車両挙動Ｆｘ ^## 、Ｍ ^## 及び駆動力配分の補正量ΔＦｘ _i を求める。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及びタイヤ力の車両横方向成分は各輪の舵角によって変化するため、より正確にΔＦｘ _i を求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
第６の発明（請求項６に記載の発明）によれば、各輪の輪荷重Ｗ _i に基づいて、駆動力配分の基本値Ｆｘ _i ^## を車両に与えた時に実現される車両挙動Ｆｘ ^## 、Ｍ ^## 及び駆動力配分の補正量ΔＦｘ _i を求める。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及び車両横方向の運動に主たる影響を及ぼすタイヤ横力は輪荷重によって変化するため、より正確にΔＦｘ _i を求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
第７の発明（請求項７に記載の発明）によれば、各輪の路面摩擦係数μ _i に基づいて、駆動力配分の基本値Ｆｘ _i ^## を車両に与えた時に実現される車両挙動Ｆｘ ^## 、Ｍ ^## 及び駆動力配分の補正量ΔＦｘ _i を求める構成とした。駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントの感度、及び車両横方向の運動に主たる影響を及ぼすタイヤ横力は路面摩擦係数によって変化するため、より正確にΔＦｘ _i を求めることができ、更なる操縦性向上が期待できる。
３．本発明の実施形態
次に、本発明を電動車両に適用した場合について説明する。

図６は、本発明を適用した電動車両の機械的構成の一例を示すブロック図である。車両は、前輪側に、駆動力源として、エンジン１０と、バッテリ９から供給される電力により駆動されるモータ１２とを備えており、変速機１３、デファレンシャル１４を介して駆動力が左前輪１、右前輪２に伝達される。また、エンジン１０とモータ１２の間にはクラッチ１１を備え、エンジン停止時にはクラッチ１１を解放しモータ１２のみを駆動力源として走行することもできる。

一方、後輪側においては、左後輪３にモータ１５、右後輪４にモータ１６がそれぞれ接続されており、モータ１５、１６はそれぞれ左後輪３、右後輪４を独立に駆動することができる。

モータ１２、１５、１６は三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転及び回生運転ができる交流機であり、バッテリ９はニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池である。インバータ１７〜１９はモータ１２、１５、１６で発電された交流電流を直流電流に変換しバッテリ９に充電する、或いはバッテリ９が放電した直流電流を交流電流に変換しモータ１２、１５、１６に供給する。各車輪の速度は車輪速センサ２１〜２４によって検出され、検出された各車輪の回転速度はコントローラ８に送信される。

各車輪１〜４の回転半径はＲで全て等しく、後輪に備えた各モータと各車輪間は減速比１、即ち直接連結されている。

車両の横方向加速度は車両重心位置に取り付けられた加速度センサ１００によって、車両のヨーレートはヨーレートセンサ１０１によってそれぞれ検出され、検出された車両の横方向加速度とヨーレートはコントローラ８に送信される。

前輪１、２の舵角は、運転者によるステアリング５の操舵がステアリングギヤ２０を介して機械的に調整される。なお、前輪１、２の舵角変化量はステアリング５の操舵角変化量に対して１／１６になるように設定されている。各車輪１〜４の舵角は舵角センサ４１〜４４によって検出され、検出された各車輪の舵角はコントローラ８に送信される。

運転者によるステアリング５の回転角はステアリング角センサ２５によって、アクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量はアクセルストロークセンサ２６及びブレーキストロークセンサ２７によってそれぞれ検出され、コントローラ８に送信される。

コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、車輪速センサ２１〜２４、ステアリング角センサ２５、アクセルストロークセンサ２６、ブレーキストロークセンサ２７、加速度センサ１００、ヨーレートセンサ１０１等で検出した信号を受信し、これらの信号を基にアクチュエータ操作指令値を作成し、目標とする駆動力配分を実現するよう制御を行う。

次にコントローラ８の制御内容について説明する。

図７のフローチャートは、コントローラ８で実行するモータ１〜４へのトルク配分制御を示しており、第１の発明および第５〜第７の発明に対応する。

これによると、まず、ステップＳ１０では、車輪速センサ２１〜２４で各輪１〜４の回転速度ω１、ω２、ω３、ω４（単位：ｒａｄ／ｓ）をそれぞれ検出し、各輪の半径Ｒを乗じて各輪の速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４（単位：ｍ／ｓ）を得ると共に、車速Ｖ（単位：ｍ／ｓ）を式(２５)により求める。

また、アクセルストロークセンサ２６及びブレーキストロークセンサ２７によってアクセルペダル６とブレーキペダル７の踏込量ＡＰ（単位：％）及びＢＰ（単位：％）をそれぞれ検出し、ステアリング角センサ２５によってステアリング５の回転角θ（単位：ｒａｄ）を検出し、車両の前後方向加速度α_x（単位：ｍ／ｓ²）と横方向加速度α_y（単位：ｍ／ｓ²）を加速度センサ１００で検出し、ヨーレートγ（単位：ｒａｄ／ｓ）をヨーレートセンサ１０１で検出し、各車輪１〜４の舵角δ₁、δ₂、δ₃、δ₄を舵角センサ４１〜４４で検出する。

Ｖ及びＶ１〜Ｖ４は車両前進方向を正とし、ステアリング５の回転角θは反時計回りを正とし、α_xは車両が前方に加速する方向を正とし、α_yは車両が左旋回時に車両重心位置から旋回中心に向かう方向を正とし、γは車両を鉛直上方からみたときに反時計回りを正とする。

なお、舵角センサを持たない車両では、ステアリング５の回転角θから各輪の舵角を求めるようにする。例えば、本実施形態の構成の電動車両では、前輪１、２の舵角δ₁、δ₂をδ₁＝δ₂＝θ／１６とし、後輪３、４の舵角δ₃、δ₄をδ₃＝δ₄＝０とする。このような場合には、コンプライアンスステアやロールステア等、サスペンションの影響を考慮して各輪の舵角を補正できるようにすると尚良い。

ステップＳ２０では、各輪１〜４の横すべり角β₁、β₂、β₃、β₄（単位：ｒａｄ）を推定する。推定方法は、例えば、特開平１０-３２９６８９号公報に記載された方法を用い、ステップＳ１０〜Ｓ２０で検出或いは推定した横方向加速度α_y、ヨーレートγ、車速Ｖ、各輪舵角δ_iとステアリング５の回転角θから車体横すべり角βとβ_iを推定する。なお、β_iの符号は、車輪の前後方向から車輪速度の方向までの角度が鉛直上方から見て反時計回りになっている場合を正とする。

また、ステップＳ２０においては各輪１〜４の輪荷重Ｗ₁、Ｗ₂、Ｗ₃、Ｗ₄（単位：Ｎ）を式(２６)〜式(２９)により求める。

ただし、Ｌｆは車両重心位置から前輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｒはヨー回転方向の車両重心位置から後輪車軸までの距離（単位：ｍ）、Ｌｔは前後輪のトレッド長さ（単位：ｍ）、Ｌｌはホイールベース長さ（単位：ｍ）でＬｌ＝（Ｌｆ＋Ｌｔ）、ｍは車両の質量（単位：ｋｇ）、ｇは重力加速度（単位：ｍ／ｓ²）である。

更に、ステップＳ２０においては各輪１〜４の路面摩擦係数μ₁、μ₂、μ₃、μ₄（単位：なし）を推定する。推定方法は、例えば、前輪１、２においては例えば特開平１１-７８８４３号公報記載のように、タイヤと路面との間の摩擦係数の勾配である路面摩擦係数勾配を推定することができる技術や、特開平１０-１１４２６３号公報記載のように、路面摩擦係数勾配と等価的に扱うことのできる物理量として、スリップ速度に対する制動トルクの勾配や駆動トルクの勾配に基づいて推定する技術を用いる。後輪３、４においては、特開平６-９８４１８号公報に記載された方法を用い、各輪が路面から受ける反力を推定し、この路面反力とステップＳ４０で求めた各輪の輪荷重Ｗ_iからμ_iからを推定する。

ステップＳ３０では車両前後方向力の静的目標値Ｆｘ^*を、アクセルペダル６の踏込量ＡＰ、ブレーキペダル７の踏込量ＢＰ及び車両速度Ｖ（運転状態）に基づいて式(３０)により求める。

式(３０)中のＦａ_x ^*はアクセルペダル６の踏込量ＡＰ及び車速Ｖに基づいて目標駆動力マップを参照して得られる値であり、また、Ｆｂ_x ^*はブレーキペダル７の踏込量ＢＰに基づいて目標制動力マップを参照して得られる値である。

なお、目標駆動力マップ及び目標制動力マップは、例えば、それぞれ図８及び図９のように設定される。また、Ｆｘ^*、Ｆａ_x ^*、Ｆｂ_x ^*何れも車両を前方に加速させる向きを正とする。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０で設定したＦｘ^*とステアリング５の回転角θと車両速度Ｖに基づいてヨーレートの静的目標値γ^*を、目標ヨーレートマップを参照して設定する。

この目標ヨーレートマップは例えばそれぞれ図１０のように設定されるマップであり、マップの設定方法は後述するステップＳ５０にて説明する。

ステップＳ５０では、駆動力配分の静的な目標値Ｆｘｆ^*、Ｆｘ₃ ^*、Ｆｘ₄ ^*を、θ、Ｖ、Ｆｘ^*に基づいて静的駆動力配分マップを参照して設定する。静的駆動力配分マップは、例えば図１１ａ、図１１ｂのように設定され、目標値Ｆｘｆ^*は静的駆動力配分マップを参照して得られるＦｘ₁ ^*とＦｘ₂ ^*の和となる。

ここで、この静的駆動力配分マップと、ステップＳ４０で用いた目標車両横方力マップ及び目標ヨーレートマップの求め方について説明する。

４輪の駆動力和Ｆｘ_all（単位：Ｎ）、左右輪駆動力差ΔＦｘ_all（単位：Ｎ）、前輪駆動力配分η（単位：なし）、左右輪駆動力差の前輪配分Δη（単位：なし）を式(３１)〜式(３４)により定義する。なお、ここではη及びΔηは常に０.６（前輪への配分を６割）とする。

ここで、Ｆｘ₁、Ｆｘ₂は、前輪に備わったデファレンシャルによる左右輪への駆動力配分特性（図２ａ、図２ｂ）を考慮した式(１)、(２)から求まる値を用いればよい。

そして、本車両が取り得るＦｘ_all、ΔＦｘ_all、ステアリング５の回転角θ、車両前後方向力の静的目標値Ｆｘ^*の４つのパラメータの組合せ全てに対して次のようなシミュレーション或いは実験を行い、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップを作成する。

まず、選択された、Ｆｘ_all、ΔＦｘ_allから各輪の駆動力配分Ｆｘ_iを式(３５)〜式（３８）により求め、選択されたθ’から前輪１、２の舵角をδ₁＝δ₂＝θ’／１６（ステアリングギヤ比は１／１６）とする。

次に、この設定された駆動力配分Ｆｘ_iと前輪舵角δ₁、δ₂（後輪３、４の舵角δ₃、δ₄は０）で車両を走行させ、且つ−Ｆｘ^*を車両重心位置において車両前後方向に加える。そして、十分時間が経過し車速Ｖ’が一定（定常状態）になった時のヨーレートγを求める。なお、この実験或いはシミュレーションを行う場合には空気抵抗や転がり抵抗等の走行抵抗要素を除外するようにして行うと共に、シミュレーション上で実施する場合には各輪の駆動力とタイヤ横力等の非線形性を十分考慮した車両モデルを用いて行う。

そして最後に、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップのＶ、θ、Ｆｘ^*、γ^*、Ｆｘ_i ^*をそれぞれ今シミュレーションを行った時のＶ’、θ、Ｆｘ^*、γ、Ｆｘ_iとし、静的駆動力配分マップ、目標ヨーレートマップを設定していく。

ステップＳ６０では、車両前後方向力の動的目標値Ｆｘ^**、ヨーレートの動的目標値γ^**を得るため、各輪の駆動力配分で実現可能な範囲で運転者の操縦性が好適となるように静的な目標値Ｆｘ^*、γ^*に対してなまし処理を施す。本実施例ではＦｘ^*については２次遅れの伝達関数を用いて、γ^*については１次遅れの伝達関数を用いてそれぞれなまし処理を施すことによってＦｘ^**、γ^**を得る。なお、特にγ^**の応答は各輪のタイヤ力によって実現可能なものになるようになます。

そして更にステップＳ６０においては、求められたγ^**を微分し、車両のヨー慣性モーメントＩ（単位：kg・ｍ²）を乗じることによってヨーモーメントの動的目標値Ｍ^**を得る。

ステップＳ７０では、ステップＳ５０で設定した駆動力配分の静的な目標値Ｆｘ_i ^*を基に、車両挙動の動的目標値Ｆｘ^**、γ^**を概ね実現する駆動力配分の基本値Ｆｘｆ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##を式(３９)〜式(４１)により求める。

ただし、ステップＳ５０に示した通り、η＝Δη＝０．６で、Ｆｘ_all ^##はステップＳ６０でＦｘ^*に対してなまし処理を施してＦｘ^**とした時と同じなまし処理をＦｘ_i ^*の和Ｆｘ₁ ^*＋Ｆｘ₂ ^*＋Ｆｘ₃ ^*＋Ｆｘ₄ ^*に施した値である。

また、ΔＦｘ_all ^##は、車両を線形近似した線形２輪モデル（「自動車の運動と制御」第３章３.２.１節、(著)安部正人、(出版)山海堂）に左右輪駆動力差ΔＦｘ_all ^##が加わった場合を考え、この線形２輪モデルのヨーレートの応答がγ^**となるように設計したモデルフォロイング制御系（「ビークル制御」第３章３．２節、著者：金井喜美雄、越智徳昌、川邊武俊、発行所：槇書店）を用い、且つ定常状態で駆動力配分の静的な目標値Ｆｘ_i ^*との間で偏差を生じないように補正した式(４２)から求める。

式(４２)において、ｆｒ（ｓ）はステップＳ６０でγ^*に対してなまし処理を施してγ^**とした時のなまし処理の伝達関数であり、Ｋｆ、Ｋｒ（単位：Ｎ／ｒａｄ）は前輪及び後輪の横滑り角が十分小さい時の単位横滑り角あたりのコーナーリングフォースである。

ステップＳ８０では、駆動力配分の基本値Ｆｘｆ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##によって実現する車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を式(４３)、式(４４)により求める。

Ｆｘ₁ ^##、Ｆｘ₂ ^##はＦｘｆ^##から式（１）、（２）により求めることができる。また、Ｆｙ₁ ^##、Ｆｙ₂ ^##、Ｆｙ₃ ^##、Ｆｙ₄ ^##は、現在の車両状態で、Ｆｘ₁ ^##、Ｆｘ₂ ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##が各輪に加わった時に発生するタイヤ横力で、各輪の現在の横すべり角β_iに基づいて駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ａ）から設定する。各輪ともこのタイヤ特性マップ（Ａ）は共通であり、図１２のように設定される。この時、第６の発明を適用する場合にはステップＳ２０で求めた各輪の輪荷重Ｗ_iに、また、第７の発明を適用する場合には、同じくステップＳ２０で求めた各輪の路面摩擦係数μ_iに基づいて、駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ｂ）からＦｙ_i ^##を設定する。各輪ともこのタイヤ特性マップ（Ｂ）は共通であり、図１３のように設定される。

更に、第５の発明を適用する場合には、式(４３)、式(４４)において、Ｆｘ_i ^##、Ｆｙ_i ^##を式(４５)、式(４６)により各輪の舵角分回転変換した値を用いてＦｘ^##、Ｍ^##を推定する。

ステップＳ９０では、Ｆｘ^**、Ｍ^**とＦｘ^##、Ｍ^##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを式(４７)、式(４８)により求める。

ステップＳ１００ではこの誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を、ΔＦｘ、ΔＭとβ_iから駆動力補正量マップを参照して求める。この駆動力補正量マップは各輪が取り得る駆動力と横すべり角毎に、例えば、図１４ａ、図１４ｂのように設定される。ΔＦｘｆはマップを参照して得られるΔＦｘ₁とΔＦｘ₂の和として求めることができる。

この駆動力補正量マップは、本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組合せを抽出し、夫々の組合せにおいて車両挙動の変化量ΔＦｘ、ΔＭと各輪の駆動力変化量ΔＦｘ_iとの関係を予め実験或いはシミュレーションで求めておいたものである。なお、シミュレーション上で求める場合には、設定された各輪の駆動力と横すべり角に基づいてステップＳ８０で用いたタイヤ特性マップ（Ａ）を参照して各輪のタイヤ横力を求め、式(４７)、式(４８)を用いて各輪の駆動力が変化する前後の車両挙動（車両前後方向力、ヨーモーメント）変化を求める。

従って、図１４ａ、図１４ｂのようなマップの形で持たせる場合には、図１４ａ、図１４ｂのようなマップを本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組合せに対して持つ必要がある。

また、この時、第５の発明を適用する場合には各輪の舵角δ_iの取り得る組合せ全てに対しても、第６の発明を適用する場合には各輪の輪荷重Ｗ_iの取り得る組合せ全てに対しても、第７の発明を適用する場合には各輪の路面摩擦係数μ_iの取り得る組合せ全てに対しても、それぞれ車両挙動の変化量ΔＦｘ、ΔＭと各輪の駆動力変化量ΔＦｘ_iとの関係を予め実験或いはシミュレーションで求めておくと共にマップ化して持たせておく。

また、ステップＳ１００において、図１５に示すフローチャート、又は、図１６に示すフローチャートに従ってΔＦｘ_iをそれぞれ求めるようにしてもよい。図１５、図１６に示すフローチャートによるΔＦｘ_iの求め方については後述する。

ステップＳ１１０では、ΔＦｘ_iとＦｘ_i ^##との和を各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘ_i ^**＝Ｆｘ_i ^##＋ΔＦｘ_iとする。

ステップＳ１２０では、Ｆｘ_i ^**を実現するようにエンジン１０、モータ１２、モータ１５、モータ１６の出力トルク、また、Ｇｔ［］は変速機１３の変速比及びクラッチ１１の締結／解放を制御する。

次に、図６の車両において、第２の発明に基づいて駆動力配分制御を行う方法について説明する。

第２の発明に基づく場合、図７のフローチャートにおいてステップＳ８０からステップＳ１１０までを図１７のフローチャートに置き換えればよい。この図１７のフローチャートについて説明する。

ステップＳ２００では、図７のフローチャートのステップＳ８０と同じ処理を行い、Ｆｘｆ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##によって実現する、車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を推定する。

ステップＳ２１０では、図７のフローチャートのステップＳ９０と同じ処理を行い、車両前後方向力の動的目標値Ｆｘ^**、ヨーレートの動的目標値γ^**とＦｘ^##、Ｍ^##との誤差ΔＦｘ、ΔＭを求める。

ステップＳ２２０では、ΔＦｘ、ΔＭの絶対値が共に１０[Ｎ]以下ならばステップＳ２５０に進み、各輪の駆動力配分の目標値Ｆｘ_i ^**をＦｘ_i ^**＝Ｆｘ_i ^##として図１７のフローチャートを終了し、図７のステップＳ１２０に進む。そうでなければステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０では、図７のフローチャートのステップＳ１００と同じ処理を行い、ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求める。

ただし、ステップＳ２３０において、図１５に示すフローチャートに従ってΔＦｘ_iを求める場合、後述する図１６のフローチャートのステップＳ７１０において求めたＤ₁、Ｄ₃、Ｄ₄、が全て０となりステップＳ８００においてΔＦｘｆ＝ΔＦｘ₃＝ΔＦｘ₄＝０となった時には直ちに図１７のフローチャートを抜けて図７のステップＳ１２０に進む。

なお、ステップＳ２３０においては、車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭに１より小さい係数η（０＜η＜１）を乗じた値ηΔＦｘ、ηΔＭを０とするようなΔＦｘ_iを求めるようにしても良い。

ステップＳ２４０では、駆動力配分の基本値Ｆｘ_i ^##を、Ｆｘ_i ^##←Ｆｘ_i ^##＋ΔＦｘ_iとし、ステップＳ２００に進む。

次に、図７のフローチャートのステップＳ１００において、図１５のフローチャートに従って車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘ_iを求める場合について説明する。

まず、ステップＳ５００では、各輪の駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度Ｋ_ix（単位：なし）、Ｋ_iM（単位：ｒａｄ・ｍ））（例えば前輪の駆動力変化に対する車両前後方向力の感度はＫ_fx、右後輪４の駆動力変化に対するヨーモーメントの感度はＫ_4M）を、Ｆｘ_i ^##とβ_iから車両挙動感度マップを参照して求める。この車両挙動感度マップは例えば図１８のように設定される（図１８には前輪のマップのみを例として掲載する。）。

この車両挙動感度マップは本車両が取り得る各輪の駆動力と横すべり角全ての組み合せを抽出し、夫々の組み合せにおいて、何れか１輪の駆動力を１[Ｎ]変化させたときの車両前後方向力、ヨーモーメントの変化量を求め、マップ化したものである。

ステップＳ５１０では、前輪、左後輪３、右後輪４の駆動力変化に対する車両前後方向力、ヨーモーメントそれぞれの感度をベクトルで表した［Ｋ_ix Ｋ_iM］が互いに１次独立である組み合わせを選ぶ。選び方は次のようにして行う。

まず、前輪以外の後輪３、４のベクトルを縦に並べた式(４９)の行列Ｋ_fを考え、この行列Ｋ_fの行列式ｄｅｔ｜Ｋ_f｜が０でないならば、車輪の組み合わせを後輪３、４とし、フラグｆｌｇに１を設定する。

もしｄｅｔ｜Ｋ_f｜が０ならば、今度は前輪、右後輪４のベクトルを縦に並べた行列Ｋ₃を式(４９)と同様に考え、行列式ｄｅｔ｜Ｋ₃｜が０でないならば、車輪の組み合わせを前輪、右後輪４とし、フラグｆｌｇに３を設定する。ｄｅｔ｜Ｋ₃｜も０ならば、今度は前輪、左後輪３のベクトルを縦に並べた行列Ｋ₄を式(４９)と同様に考え、行列式ｄｅｔ｜Ｋ₄｜が０でないならば、車輪の組み合わせを前輪、左後輪３とし、フラグｆｌｇに４を設定する。ｄｅｔ｜Ｋ₄｜が０であり、ｄｅｔ｜Ｋ_i｜が全て０の場合は、組み合わせ無しとしてフラグｆｌｇに０を設定する。

ステップＳ５２０ではフラグｆｌｇが０ならばステップＳ５４０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ₃＝ΔＦｘ₄＝０とする。そうでなければステップＳ５３０に進む。

ステップＳ５３０では、ステップＳ５１０で求めたフラグｆｌｇに応じた演算方法でΔＦｘ_iを求め、フローチャートを終了する。ΔＦｘ_iの求め方は、例えば、フラグｆｌｇが１の場合は式(５０)によりΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求める。即ち、ΔＦｘ、ΔＭにＫ_fの逆行列を乗じることで求め、選択されなかった前輪の駆動力補正量ΔＦｘｆを０とする。フラグｆｌｇが３、４の場合も同様の演算を行う。

次に、図７のフローチャートのステップＳ１００において、図１６のフローチャートに従って車両挙動の誤差ΔＦｘ、ΔＭを補正するΔＦｘ_iを求める場合について説明する。

ステップＳ７００では、各輪の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋ_iを求める。ｋ_iの求め方を左前輪１の場合を例にとって説明する。

駆動力Ｆｘ₁ ^##＋ｄＦｘ₁に対応するタイヤ横力Ｆｙ₁ ^##＋ｄＦｙ₁をステップＳ８０で用いた各輪の現在の横すべり角β₁に基づいて駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ａ）を参照して求め、図４のように式(５１)に従ってｋ₁を求める。

なお、ｄＦｘ₁（単位：Ｎ、ｄＦｘ₁＞０）は、本車両の左前輪１が取り得る輪荷重と比較して十分微小な値とし、ここでは１０[Ｎ]とする（他の車輪のｄＦｘ_iも同じ１０［Ｎ］とする）。即ち、Ｆｘ₁ ^##が微小なｄＦｘ₁だけ変化した時のＦｙ₁ ^##の変化量ｄＦｙ₁を求める事によって、駆動力をＦｘ₁ ^##とした時の駆動力変化に対するタイヤ横力の感度ｋ₁が式(５１)によって求まる。

車輪２〜４についても同様にしてｋ₂〜ｋ₄を求める。

またこの時、第６の発明を適用する場合には各輪の輪荷重Ｗ_iに、第７の発明を適用する場合には各輪の路面摩擦係数μ_iに基づいて、駆動力とタイヤ横力との関係を表すタイヤ特性マップ（Ｂ）を用いｄＦｙ₁、ｋ₁を求める。

ステップＳ７１０では、このｋ_iから各輪の舵角δ_iを０として、式(５２)〜式(５４)で表される、Ｄ₁、Ｄ₃、Ｄ₄を求める。なお、第５の発明を適用する場合には、ｋ_iと各輪の舵角δ_iを用いて式(５２)〜式(５４)で表されるＤ₁、Ｄ₃、Ｄ₄を求める。

ただし、

ステップＳ７２０では、Ｄ₁≠０であればステップＳ７３０に進み、舵角δ_iを０とした式(２３)を用いてΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を求める。そうでなければステップＳ７４０に進む。

なお、図１５に示すフローチャートに従ってΔＦ _xi を求める場合には式(５６)において各輪の舵角δ_iを用いて求める。

なお、式(５６)の任意定数χは、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の２乗和が最小となるように式(５７)により設定される。

ステップＳ７４０では、Ｄ₃≠０であればステップＳ７５０に進み、舵角δ_iを０とした式(５８)を用いてΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘ_iを求める。そうでなければステップＳ７６０に進む。なお、式(５８)中の任意定数χはステップＳ７３０と同様にΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の２乗和が最小となるように式(５９)により設定される。

また、図１５に示すフローチャートに従ってΔＦ _xi を求める場合には式(５８)において各輪の舵角δ_iを用いて求める。

ステップＳ７６０では、Ｄ₄≠０であればステップＳ７７０に進み、式(１９)をΔＦｘ₄を既知として解いた式から、ΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘ_iを求める。ただし、舵角δ_iは０とする。なお、式(２３)及び式(２４)中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、Ｓ７５０同様ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の２乗和が最小となるように設定する。Ｄ₄＝０ならばステップＳ７８０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ₃＝ΔＦｘ₄＝０とする。

また、第５の発明を適用する場合には、各輪の舵角δ_iを用いて求める。

ステップＳ７２０〜Ｓ７７０において各アクチュエータ（エンジン１０、モータ１２、１５、１６）の制御精度に伴い発生する駆動力配分誤差を小さくよう任意定数χを設定し、目標車両挙動を精度良く実現するようにしてもよい。

次に、駆動力配分誤差を小さくする任意定数χの設定する処理について図１９を用いながら説明する。

ステップＳ４００では、Ｓ７０において求めた駆動力配分の基本値Ｆｘｆ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##を読み込む。ステップＳ４１０において任意定数χの初期値χ０を設定し、ステップＳ４２０では演算ループ回数ｉの初期値（＝１）を設定する。

ステップＳ４３０では、演算ループ回数ｉが設定した最大ループ回数ｍ以下であるか否かを判定する。

最大ループ回数ｍ以下である場合には、ステップＳ４４０において設定したχにおける駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を演算する。ここで駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄の演算には式(２３)及び式(２４)を用いる。

ステップＳ４５０では、駆動力配分の基本値Ｆｘｆ^##、Ｆｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##と駆動力補正量を加算して目標駆動力配分Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を求め、ステップＳ４６０において、目標駆動力配分Ｆｘｆ^**、Ｆｘ₃ ^**、Ｆｘ₄ ^**を実現する際に発生する駆動力配分誤差を求める。

図６に示す車両において、各アクチュエータで発生するトルクと前輪、後輪で発生する駆動力の関係は、式(６０)〜(６２)のようになる。

ここで、Ｆｘｆ〜[Ｎ]は前輪１、２で発生する駆動力、Ｆｘ₃〜[Ｎ]、Ｆｘ₄〜[Ｎ]は各々左後輪３、右後輪４で発生する駆動力を示す。Ｔ_e[Ｎｍ]はエンジン１０の出力トルク、Ｔ_mgf[Ｎｍ]はモータ１２の出力トルク、Ｔ_mg3[Ｎｍ]はモータ１５の出力トルク、Ｔ_mg4[Ｎｍ]はモータ１６の出力トルクであり、また、Ｇｔ［］は変速機１３の変速比、Ｇｆｆ［］はデファレンシャル１４のギヤ比、Ｇｆｒ［］は後輪に備えた各モータと各車輪間に備わった減速機のギヤ比（この実施形態では１）を示す。

また、各アクチュエータのトルク制御精度から駆動力配分を実現した際に生じる配分誤差ｅＦ_all[Ｎ]は式(６３)のように表すことができる。

ここで、ｅＴ_e[Ｎｍ]はエンジン１０のトルク制御誤差、ｅＴ_mgf[Ｎｍ]、ｅＴ_mg3[Ｎｍ]、ｅＴ_mg4[Ｎｍ]はそれぞれモータ１２、モータ１５、モータ１６のトルク制御誤差であり、発生トルクに応じて生じるアクチュエータのトルク制御誤差を予め実験等により求めた値を用いればよい。

ステップＳ４７０では、駆動力配分誤差ｅＦ_allの最小値を記憶し、ステップＳ４８０では任意定数χ、演算ループ回数ｉを更新し、ステップＳ４３０の判定を満足するまで演算を繰り返す。

最終的には、最小となる駆動力配分誤差ｅＦ_allminを実現するχを用いて駆動力補正量ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄を設定する。

図２０は任意定数χとＦｘｆ〜、Ｆｘ₃〜、Ｆｘ₄〜及び、ｅＦ_allとの関係の一例を示す。式(２３)、(２４)からもわかるように任意定数χを変更すると、ΔＦｘｆ、ΔＦｘ₃、ΔＦｘ₄が変化する。図２０の上段の図はχを変更した際の目標車両挙動を実現する駆動力配分Ｆｘｆ〜、Ｆｘ₃〜、Ｆｘ₄〜を示す。下段の図は上段の図の駆動力配分を目標値とした際の駆動力配分誤差を示し、χ＝χ０において誤差が最小となっている。このように駆動力配分誤差ｅＦ_allを最小とする任意定数χを設定することにより、目標車両挙動を精度良く実現することができる。

また、第４の発明を適用する場合には、ステップＳ７２０〜Ｓ７７０において各アクチュエータ（エンジン１０、モータ１２、１５、１６）の応答精度に伴い発生する駆動力配分誤差が小さくよう任意定数χを設定し、目標車両挙動を精度良く実現する。

この場合、ステップＳ７２０、Ｓ７４０、Ｓ７６０において任意定数χは、評価関数ＪをΔＦｘ_eの２乗とおき、評価関数Ｊが最小となるように設定される。

任意定数χの求め方について説明すると、ステップＳ７２０では、式（５６）を用いて評価関数Ｊを式（６４）のように表し、評価関数Ｊを最小とするｄＪ／ｄχ＝０を満たす任意定数χを式（６５）により得る。

この場合、式（５６）においてＥ₁＝０より、χ＝０となり、各輪の駆動力補正量は次式（６６）のようになる。

ステップＳ７４０では、任意定数χを次式（６７）により得る。

式（６７）のχを式（５８）に代入すると、各輪の駆動力補正量は式（６８）のようになる。

ステップＳ７６０では、Ｄ４≠０であればステップＳ７７０に進み、式（６８）をΔＦｘ₄を既知として解いた式から、ΔＦｘ、ΔＭを補償するΔＦｘ_iを求める。ただし舵角δ_iは０とする。なお、式（５６）及び式（５８）中の任意定数χに対応する値はステップＳ７３０、Ｓ７５０と同様にΔＦｘｆの２乗が最小となるように設定する。Ｄ₄＝０ならばステップＳ７８０に進み、ΔＦｘｆ＝ΔＦｘ₃＝ΔＦｘ₄＝０とする。

さらに、応答性を向上させるために、ステップＳ８０においては、以下に説明するように、駆動力配分の基本値によって実現する車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を求める際、エンジン１０やトルクコンバータ１１、変速機の応答遅れ要素を考慮するようにする。

前輪駆動力推定値ｅＦｘｆは式（６９）のように表すことができる。ｅＴｅはエンジン１０のトルク推定値であり、スロットル開度や点火時期、気筒数等から推定する。また、ＲＴＯ_tcvはトルクコンバータ１１の入力トルクと出力トルクの比、Ｇｔは変速機１２の変速比、Ｇｆｆはデファレンシャルギヤ１３のギヤ比である。

前輪駆動力推定値ｅＦｘｆは、デファレンシャルギヤによって左右輪へ配分されるので、式（４３）、（４４）により車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を算出するにあたっては、式（４３）、（４４）中のＦｘ₁ ^##、Ｆｘ₂ ^##をそれぞれ次のように置き換える。

さらに、後輪左右輪の駆動力推定値ｅＦｘ₃、ｅＦｘ₄はそれぞれ次のように表すことができる。ｅＴ_mg3、ｅＴ_mg4はそれぞれモータ１５、モータ１６のトルク推定値であり、各モータに備わったインバータ１８、１９から各モータへ供給した電流値から推定する。Ｇｆｒはモータとタイヤの間に備わった減速機の減速比である。なお、ここではモータ１５、１６の遅れを考慮していないが遅れを考慮し、さらに推定精度を高めるようにしても良い。

そして、式（４３）、（４４）により車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を算出するにあたっては、式（４３）、（４４）中のＦｘ₃ ^##、Ｆｘ₄ ^##をそれぞれ次のように置き換える。

以上の置換えを行うことにより、車両前後方向力Ｆｘ^##、ヨーモーメントＭ^##を高い精度で求めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は図６に示す車両だけでなく、後輪を前輪とは違う角度で転舵できる車両や、ステアリング５の回転角θと独立して各輪の舵角δ_iを制御できる車両等、ステアバイワイヤを装備した車両にも適用可能である。また、左前輪、右前輪、及び後輪を独立に駆動することが可能な車両においても、デファレンシャルによる後輪の左右駆動力配分特性を考慮することで適用可能である。

本発明の実施形態車両における各輪の駆動力、タイヤ横力、舵角等を示す図である。 オープンデフの駆動力伝達特性を示す図である。 ビスカスデフの駆動力伝達特性を示す図である。 １輪における駆動力とタイヤ横力とその合力であるタイヤ力を示す図である。 制駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。 車両挙動と駆動力配分の関係を示す図である。 電動車両の構成を示す図である。 一実施の形態におけるトルク配分制御のフローチャートである。 アクセルペダルの踏み込み量と車速に応じた車両前後方向力の静的な目標値を示すマップである。 ブレーキペダルの踏み込み量に応じた車両前後方向力の静的な目標値を示すマップである。 ステアリング回転角と車速と車両前後方向力に応じたヨーレートの静的な目標値を示すマップである。 各輪の駆動力配分の静的な目標値を示すマップである。 同じく各輪の駆動力配分の静的な目標値を示すマップである。 横すべり角に対応して変化する駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。 横すべり角と輪荷重と路面摩擦係数に対応して変化する駆動力とタイヤ横力との関係を示す図である。 車両挙動を変化させる各輪の駆動力変化量を記録したマップである。 同じく車両挙動を変化させる各輪の駆動力変化量を記録したマップである。 車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。 車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。 車両挙動の誤差を補正する各輪の駆動力補正量の求め方のフローチャートである。 各輪の駆動力変化に対する車両挙動の感度のマップである。 任意定数χの求め方のフローチャートである。 駆動力配分誤差を最小とする任意定数χを示す図である。

符号の説明

１〜４：車輪
５：ステアリング
６：アクセルペダル
７：ブレーキペダル
８：コントローラ
９：バッテリ
１１〜１４：モータ
１５：ステアリングギヤ
２１〜２４：車輪速センサ
２５：ステアリング角センサ
２６：アクセルストロークセンサ
２７：ブレーキストロークセンサ
３１〜３４：インバータ
４１〜４４：舵角センサ
１００：加速度センサ
１０１：ヨーレートセンサ

Claims (7)

1. 前輪、左後輪、右後輪を独立に駆動する車両の駆動力配分装置において、
   前記車両の運転状態に基づき前記車両の車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値を決定する目標車両挙動決定手段と、
   前記車両前後方向力、ヨーモーメントの前記目標値を得るためのヨーレートの目標値を実現するための前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の基本値を前記車両のモデルを用いて設定する駆動力配分基本値設定手段と、
   前記駆動力配分の基本値を前記車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを駆動力配分値と車両前後方向力及びヨーモーメントとの間に成立する関係式を用いて演算する車両挙動演算手段と、
   前記車両前後方向力、ヨーモーメントの前記目標値と前記駆動力配分の基本値を前記車両に与えた時に実現される前記車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差をそれぞれ演算する車両挙動誤差演算手段と、
   前記誤差を減少させる各輪の駆動力配分の補正量を演算する駆動力配分補正量演算手段と、
   前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力配分の目標値をそれぞれ前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和に設定する目標駆動力配分決定手段と、
   前記駆動力配分の目標値に従って前輪、左後輪、右後輪それぞれの駆動力を独立に制御する駆動力制御手段と、
   を備えたことを特徴とする駆動力配分装置。
2. 前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和を前記車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを前記車両挙動演算手段によって求める手段と、
   前記車両前後方向力、ヨーモーメントの目標値と、前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量との和を前記車両に与えた時に実現される前記車両前後方向力、ヨーモーメントとの誤差を第２の誤差として前記車両挙動誤差演算手段によって求める第２の誤差算出手段と、
   前記第２の誤差を減少させる各輪の駆動力配分の補正量を駆動力配分の第２の補正量として前記駆動力配分補正量演算手段によって求める第２の補正量算出手段と、
   前記駆動力配分の基本値と前記駆動力配分の補正量の和に前記第２の補正量を加えた値を前記駆動力配分の目標値に設定する車両挙動誤差補償手段と、
   を備え、前記第２の誤差の絶対値が所定値以下になるまで、前記第２の誤差算出手段、前記第２の補正量算出手段及び前記車両挙動誤差補償手段の処理を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
3. 左前輪、右前輪の回転速度差に応じた左右前輪への駆動力配分特性を求める前輪左右駆動力配分特性演算手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力配分装置。
4. 前記車両は前輪の両輪の駆動源としてエンジンを、後輪の駆動源として各々独立して駆動可能なモータとを備え、
   前記駆動力配分補正量演算手段は、前記エンジンを駆動源とする両輪の駆動力配分の補正量の２乗が最小となるように各輪の駆動力配分の補正量を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
5. 左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの舵角を検出する舵角検出手段を備え、
   前記車両挙動演算手段は、前記駆動力配分の基本値を前記車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを前記検出した舵角に基づいて求め、
   前記駆動力配分補正量演算手段は、前記検出した舵角に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
6. 左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの輪荷重を推定或いは検出する輪荷重判断手段を備え、
   前記車両挙動演算手段は、前記駆動力配分の基本値を前記車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを前記推定或いは検出した軸荷重に基づいて求め、
   前記駆動力配分補正量演算手段は、前記推定或いは検出した軸荷重に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。
7. 左前輪、右前輪、左後輪、右後輪それぞれの路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を備え、
   前記車両挙動演算手段は、前記駆動力配分の基本値を前記車両に与えた時に実現される車両前後方向力、ヨーモーメントを前記推定した路面摩擦係数に基づいて求め、
   前記駆動力配分補正量演算手段は、前記推定した路面摩擦係数に基づいて前記駆動力配分の補正量を求めることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の駆動力配分装置。